Хуманитарни и природни науки. Науки и хуманитарни науки

Когнитивна : това е основната функция, която отразява същността на науката. Става дума за разбиране на света и снабдяване на хората с нови знания. Примери: Медицински учени проведоха редица изследвания инфекциозни заболявания; Учените - сеизмолози изучават физическите процеси, които се случват при земетресения.

Културни и идеологически : Науката влияе върху формирането на човешката личност, определя отношението му към природата и обществото. Човек, който няма научни познания и основава разсъжденията и действията си само на личен ежедневен опит, трудно може да се нарече културен. Примери: група учени изложиха нова хипотеза за произхода на живота на нашата планета; философски изследвания доказват, че във Вселената има неограничен брой галактики; Н. проверява и критично осмисля научната информация.

производство : науката е специална „работилница“, предназначена да доставя производството нова технологияи технология. Примери: фармацевтични учени създадоха ново лекарство за борба с вирусите; Експерти по генно инженерство разработиха нов метод за борба с плевелите.

Социални : Науката влияе върху условията на живот на хората, естеството на труда и системата на обществените отношения. Примери: Изследванията доказват, че увеличението на разходите за образование с 1% през следващите години ще доведе до увеличаване на процента на икономическо развитие; В Държавната дума се проведоха изслушвания, на които бяха обсъдени научни прогнози за перспективите за развитие на космическата индустрия в Руската федерация.

Прогностичен : науката не само въоръжава хората с нови знания за света, но и прави прогнози по-нататъчно развитиесвят, посочвайки последствията от промяната. Примери: съветски теоретичен физик, академик A.D. Сахаров публикува статия „Опасността от термоядрена война“; Еколозите предупредиха за опасността от замърсяване на водите на река Волга за живите организми.

Учените и социалната отговорност

Науката включва не само система от знания, но и научни институции и учени. Признат център фундаментални изследваниянауката у нас еРуска академия на науките (RAN) - наследник на Академията на науките и изкуствата на Петър Велики, който се премества в Москва през 1934 г. РАН включва най-големите учени, провеждащи изследвания в медицината, селско стопанство, образование, енергетика и много други области.Учените, изследователите, експертите, лаборантите са специална категория хора. Те имат научен мироглед и получават голямо удоволствие от науката. творческа дейност. Техните трудове допринасят за развитието на определен клон на науката. Основната задачанаучните работници е да получат, обосноват и систематизират нови верни знания за реалния свят.

Реалността около нас се отразява в научното познание под формата на понятия и термини. Това е фундаменталната разлика между науката и изкуството или религията, които образно отразяват знанието за света. Характеристика научно мисленеи дейностите на учените са:

• подбор на обективни, надеждни и точни научни факти;
• формулиране на проблем и изграждане на хипотеза, която може да го реши;
• използване на специални методи за изследване и събиране на данни;
• теоретично обосноваване на концепции, принципи, закони;
• проверка на знанията с помощта на доказателства.

• принципът „не вреди“;
• в науката няма място за субективизъм;
• истината е най-ценна;
• честно признайте заслугите на вашите предшественици и много други.

Упражнение: Илюстрирайте с пример всяка функция на науката🎓

Идеологическата платформа на всеки човек се основава на неговите идеи за картината на света. Как е устроена Вселената, какви закони са в основата на нейната динамика, съществувала ли е вечно или е имала начало, как и кога възниква животът във Вселената, какъв е смисълът на живота, какво място заема човекът във Вселената? В зависимост от отговора на подобни въпроси човек изгражда своето поведение и отношение към света.

Целта на образованието, наред с други неща, е да формира у човека мироглед, който съответства на научните идеи. Съвременната наука обаче отдавна е надхвърлила границите на обикновеното човешко мислене. Някои научни теории изглеждат напълно далеч от концепцията здрав разум.Съвременната картина на света е пълна с парадокси. Науката се занимава с изучаване на обективно съществуващи (т.е. съществуващи независимо от нечие съзнание) природни явления.Всички научни дисциплини условно се разделят на две основни групи: природни науки (изучават обекти и явления, които не са продукт на човешка или човешка дейност) и хуманитарни науки (изучават явления и обекти, възникнали в резултат на човешка дейност).

„Науката е най-важното, най-красивото и необходимо нещо в живота на човека“ - така изразително и кратко великият руски писател А.П. оцени практическото значение на науката. Чехов (1860-1904). Въпреки това, такава недвусмислена идея на науката не винаги намира разбиране Ежедневието. Отношението на обществото към науката и особено към естествознанието се определя основно от разбирането за стойността на науката в този моментвреме. Стойността на науката често се разглежда от две гледни точки: Какво прави науката за хората, за да подобрят живота си? Какво дава на малка група хора, които изучават природата и искат да знаят как работи светът около нас? Приложната наука се счита за ценна в първия смисъл, а фундаменталната наука във втория.

Всяка наука си поставя за цел да разкрие механизмите на явленията, законите, по които се изгражда реалността.Това ви позволява да предвидите резултатите от процесите и да ги използвате за свои собствени цели. Обекти на изследване хуманитарни науки(история, социология, лингвистика, икономика, право и др.) е човек и отношения между хората. Следователно законите, които изучават, носят отпечатъка на субективизъм, което често предизвиква много спорове относно тяхната валидност. Предмет на изучаване на природните науки (физика, астрономия, космология, космогония, химия, биология, география и др.) е природата. Формулирането на природните закони не допуска субективизъм, въпреки че, както се оказва, това не може да бъде напълно избегнато.

Естествената наука е съвкупност от науки за явленията и законите на природата, включваща множество естественонаучни клонове.

Хуманитаристиката е съвкупност от науки за човека и взаимоотношенията между хората, които изучават явления и предмети, възникнали в резултат на човешката дейност.

Основният критерий за научност в естествознанието епричинност, истина, относителност.

Основен критерий за научност в хуманитарните наукиТова е разбиране на процесите, научен характер се влияе от човека.

Естествознанието е наука за явленията и законите на природата. Съвременната естествена наука включва много клонове на естествената наука: физика, химия, биология, физикохимия, биофизика, биохимия, геохимия и др. Тя обхваща широк обхватвъпроси за различните свойства на природни обекти, които могат да се разглеждат като едно цяло.

Разделянето на природонаучните проблеми на приложни и фундаментални често се извършва на чисто формална основа: проблеми, които се поставят на учените отвън, т.е. от клиента се класифицират като приложни, а проблемите, които възникват в самата наука, се класифицират като фундаментални.

Думата „фундаментален“ не трябва да се счита за еквивалентна на думите „важен“, „голям“ и т.н. Приложните изследвания могат да бъдат много голямо значениеи за самата наука, докато фундаменталните изследвания: може да са незначителни. Има мнение, че е достатъчно да се поставят високи изисквания към нивото на фундаменталните изследвания, за да се постигне желаната цел и завършена на високо нивоизследванията рано или късно ще намерят приложение.

Резултатите от много фундаментални изследвания, за съжаление, никога няма да намерят приложение поради различни причини.

Към днешна дата, за съжаление, няма точен критерий за определяне на фундаментални и приложни проблеми, няма ясни правила за разделяне на полезните изследвания от безполезните, поради което обществото е принудено да прави разходи.

Стойността на фундаменталните изследвания е не само в възможните ползи от тях утре, но и във факта, че те позволяват да се поддържа високо научно ниво приложни изследвания. Сравнително ниското ниво на изследвания в индустриалните институти често се обяснява с липсата на работа, посветена на фундаментални проблеми.

В наше време естествените научни знания са се превърнали в сфера на активно действие и представляват основен ресурс на икономиката, надминавайки по значение материалните ресурси: капитал, земя, труд и др. Природонаучно познание и познание, основано на него модерни технологииформа нова картинкаживота, а високообразованият човек не може да се дистанцира от фундаменталните знания за света около себе си, без да рискува да бъде безпомощен в професионалните си дейности.

Сред многобройните клонове на знанието естественонаучното познание - знанието за природата - се отличава с редица най-важните характеристики; преди всичко тях практическо значениеи полезност (на тяхна основа се създават различни производствени технологии), естествените научни знания дават цялостна представа за природата, неразделна част от която е самият човек. Те разширяват кръгозора и служат като основна основа за изучаване и усвояване на всичко ново, от което всеки човек се нуждае, за да управлява не само собствената си дейност, но и производството, група хора, обществото и държавата. За дълго времеестественонаучното познание се свързва преди всичко със сферата на битието, сферата на човешкото съществуване. С времето те се превърнаха в поле за действие. Ако в по-ранни времена знанието се е считало за предимно частно благо, сега то е обществено благо.

Природонаучното познание, подобно на други видове познание, се различава значително от паричните, природните/трудови и други ресурси.” Все по-често те се наричат ​​интелектуален капитал, обществено благо. Знанието не намалява, докато се използва, и е неотменимо: придобиването на някакво знание от един човек по никакъв начин не пречи на придобиването на същото знание от други хора, което не може да се каже например за закупен чифт на обувки. Знанието, въплътено в една книга, струва еднакво, без значение колко хора я четат. Разбира се, много купувачи не могат да закупят едно и също копие на книга едновременно, а цената на изданието зависи от тиража. Тези икономически фактори обаче са свързани с материална средапознавателна книга, а не на самото знание.

Благодарение на нематериалното си знание под формата на информация, то придобива качеството на трайност и няма граници за разпространението му.

2. ВРЪЗКА НА НЕСИГУРНОСТТА НА ХАЙЗЕНБЕРГ. ОТКАЗ ОТ ИЗИСКВАНИЯТА НА КЛАСИЧЕСКИЯ ДЕТЕРМИНИЗЪМ

Експерименталните факти (електронна дифракция, ефектът на Комптън, фотоелектричният ефект и много други) и теоретичните модели, като модела на атома на Бор, ясно показват, че законите на класическата физика стават неприложими за описание на поведението на атомите и молекулите и тяхното взаимодействие със светлината. През десетилетието между 1920 и 1930 г. редица изключителни физици на ХХ век. (де Бройл, Хайзенберг, Борн, Шрьодингер, Бор, Паули и др.) се занимава с изграждането на теория, която може да опише адекватно явленията на микросвета. В резултат на това се ражда квантовата механика, която става основа на всичко съвременни теорииможе да се каже, че структурата на материята е в основата (заедно с теорията на относителността) на физиката на двадесети век.

Законите на квантовата механика са приложими в микросвета, докато в същото време вие ​​и аз сме макроскопични обекти и живеем в макросвята, управляван от съвсем други, класически закони. Ето защо не е изненадващо, че много разпоредби на квантовата механика не могат да бъдат проверени директно от нас и се възприемат като странни, невъзможни и необичайни. Въпреки това, квантовата механика е може би най-експериментално потвърдената теория, тъй като последствията от изчисленията, извършени според законите на тази теория, се използват в почти всичко, което ни заобикаля и е станало част от човешката цивилизация.

За съжаление използван квантова механикаМатематическият апарат е доста сложен и идеите на квантовата механика могат да бъдат представени само вербално и следователно не достатъчно убедително. Имайки предвид тази забележка, ще се опитаме да дадем поне някаква представа за тези идеи.

Основната концепция на квантовата механика е концепцията за квантовото състояние на някакъв микрообект или микросистема (това може да бъде отделна частица, атом, молекула, набор от атоми и т.н.). Състоянието може да се характеризира чрез определяне на квантови числа: стойности на енергия, импулс, ъглов импулс, проекция на този ъглов импулс върху някаква ос, заряд и др. Както следва от модела на Бор за водородния атом, енергията и други характеристики могат в някои случаи да приемат само дискретна поредица от стойности, номерирани с n = 1, 2, ... (в този момент квантовата механика напълно противоречи на класическата физика).

По този начин квантовата механика в общия случай не работи с определени резултати от измерванията на определени физични величини, а само с вероятностите, че по време на измерването ще бъде получена тази или онази стойност на величината. Ето как квантовата механика се различава фундаментално от класическата физика.

Друга фундаментална разлика е, че не винаги е възможно да се измери количество с толкова желана точност. Самият акт на измерване в микрокосмоса има необратимо въздействие върху измервания обект.

Този факт се изразява в съотношението на неопределеността на Хайзенберг:

D p x * D x ³

Тук = h/(2p) е константата на Планк, която се появява толкова често в повечето формули на квантовата механика, че физиците предпочитат да я използват вместо h.

Числено = 1,05*10 -34 J*s

Смисълът на връзката на неопределеността е, че е невъзможно едновременно да се измерват допълнителни (по терминологията на Н. Бор) количества, например координатите и импулса на микрообекта. Всеки опит за повишаване на точността на измерване на координатите води до загуба на информация за импулса и обратно. Трябва ясно да се разбере, че не говорим за несъвършенството на измервателните уреди. Ограниченията, наложени от отношението на несигурност, са от фундаментално естество, независимо от дизайна на устройството. Тези ограничения са закон, действащ в микрокосмоса.

Отношението на неопределеността на Хайзенберг постави фундаментална забрана върху възможността за точно описание на света, което беше крайъгълният камък на механистичната наука класически период, изразен във философията на детерминизма на Лаплас (ако знаем първоначалните данни, можем абсолютно точно да изчислим бъдещето). Ако в класическата физика понятието случайност се използва за описание на поведението на системи с голям брой подобни елементи и е само съзнателна жертва на пълнотата на описанието в името на опростяването на решението на проблема, то в квантовата физика признава се, че в микросвета точна прогнозаповедението на обектите е очевидно изобщо невъзможно. Изглежда самата природа не знае точния отговор на някои въпроси.

Освен това квантовата механика е коренно различна от класическо правосумиране на вероятностите за взаимно изключващи се (от класическа гледна точка) събития (например преминаването на електрон през един от процепите). В класическата концепция вероятностите винаги се сумират, което води до очакване да се намери, когато се отворят два процепа, картина, равна на сумата от изображенията, получени от всеки от прорезите поотделно. В квантовата механика този закон не винаги е верен. Ако ситуацията е такава, че събитията са фундаментално неразличими, общата вероятност се изчислява като квадрат на модула на сумата сложни функции, наречени вероятностни амплитуди. В този случай вероятностите не се сумират.

При движение в празно пространство амплитудата на прехода на частица от една точка в друга съвпада с израза за плоска монохроматична вълна. В случай на големи маси, които съставляват система от тела, ограниченията върху точността на измерванията клонят към нула и законите на квантовата механика се трансформират в законите на класическата физика. Следователно, ако една стая има две врати, тогава човек, който излиза от една врата, по принцип ще се „намеси“ като електрон в експеримента с прорези, поради което в пространството ще има няколко области, където той може да се появи. Въпреки това, поради голямата маса на човек, вероятността да се намери човек в други области, с изключение на една, ще клони към нула. Затова не виждаме двойниците си.

3. ПРИНЦИП НА ОПТИМАЛНОСТ

Освен, че камъкът предварително „изчислява” траекторията на своето движение, трябва да признаем, че от всички възможни закони природата е избрала само тези, които се подчиняват на вариационни принципи. Тази ситуация може да се нарече принципът на оптималностзакони на природата. Този закон действа на всички нива на световния ред. Например, една от аксиомите, върху които се гради съвременната екология, е Третият закон на Комонър: природата знае най-добре.

Под оптимално можем да разбираме такова състояние на системата като цяло, което практически не се променя или се променя минимално възможно с различни вариации на вътрешната структура (това състояние се нарича още равновесие). Най-показателен в този смисъл е принципът на най-малкото действие. Така че, ако сред възможните пътища, свързващи началната и крайната точка на траекторията (фиг.), начертаем няколко траектории и изчислим големината на действието за всяка от тях и след това леко променим (променим) всяка от тези траектории, тогава за почти всички траектории величината на действието ще се промени значително и само за параболична (т.е. правилна) траектория величината на действието ще бъде почти същата.

Това напомня за решаване на проблема математически анализчрез намиране на екстремума (оптимума) на функция, само функцията в този случай има интегрален характер и се нарича функционалност, а функционалът приема минималната си стойност не за някаква стойност на аргумента, а за някаква форма на траектория (в този случай).

Типично проявление на принципа на оптималност е, очевидно, принципът на нарастване на ентропията (вторият закон на термодинамиката), който в този случай може да се формулира, както следва: всяка система се стреми към състояние, в което всякакви вариации на дадено състояние не водят до значителна промяна в ентропията, която в дадено състояние приема стойност, близка до максималната възможна.

Възниква резонен въпрос: ако във всеки момент природата осъществява само оптимални състояния и процеси, защо в света има толкова много абсурди и грешки, които са далеч от концепцията за оптималност? Има ли оптималност в поведението на муха, удряща стъкло? Оказва се, че има, тъй като в този случай мухата използва един от най-ефективните алгоритми за намиране на оптималното решение, методът на случайно търсене, който гарантира, че решението ще бъде намерено рано или късно, ако това е принципно възможно. Природата много често използва такива оптимизационни алгоритми. Без известна доза грешка, абсурд и случайност природата не би могла да развие и усложни своите форми. Системи, чиято структура е лишена от грешки, не могат да се развиват (да намерят оптимум). Следователно те се унищожават доста бързо (грешка при натрупване).

Наличието във Вселената на холистични принципи, които „подбират” законите на природата според принципа на оптималността, изисква преосмисляне на научното отношение към явлението целесъобразноствъв Вселената. Едно от крайъгълните положения на науката от механистичния период беше отричането на целесъобразността на световния ред ( антитела), което беше свързано с Бог. Желанието да се „изгони Бог от храма на науката“ породи отричане на целесъобразността на света като цяло. Общоприето е, че светът се управлява от „слепи“ закони на природата, Вселената няма цел, самото съществуване на Вселената е грандиозно, но напълно случайно събитие.

Вярно, това не корелира с наблюдаваната целенасоченост на света, която е толкова очевидна, че е породила т.нар. антропичен принцип, който казва, че природата е устроена така, защото в нея живее човек, способен да я наблюдава и да изучава нейните закони. Разбира се, тук причината и следствието са обърнати.

Все пак изглежда странно защо законите на природата, стойностите на световните константи и т.н. толкова прецизно нагласени една спрямо друга, че ако например константата на Планк се промени дори с една десетохилядна от процента, светът вече няма да има право да съществува и Вселената просто ще изчезне. Знаем, че природата е изградена върху съществуването на рационални закони, но защо съществуват тези конкретни закони?

Отговорът на този въпрос очевидно се крие в признаването на двойствената природа на Вселената, която наред с многостранния аспект на своето съществуване има холистичен аспект, в който Вселената се явява като нещо цялостно и неделимо. Досега тази хипотеза е била сериозно обсъждана само в рамките на наука като философията. Естествената наука е изключително внимателна по въпросите за целесъобразността на света. За естествената наука, в която все още са силни принципите на редукционизма, холизмът е нещо чуждо. Но принципът на взаимното допълване казва, че ако изхвърлим втората страна на света от разглеждане, няма да разберем същността на природните явления.

Всъщност всички закони, произтичащи от принципите на симетрията, като цяло са холистични. Затова, искаме или не, цялата съвременна естествена наука е изградена върху принципите на холизма. Не винаги можем да знаем механиката на определено явление, но знаем със сигурност, че принципите на симетрията няма да бъдат нарушени в това явление. Може да не знаем какви закони се крият в механиката на дадено явление, но абсолютно знаем, че природата задължително ще въведе някаква механика, която ще отговаря на вариационните принципи, тоест тя ще бъде най-оптималната от всички възможни.

Алгоритъм за оптималност. Раждане на закон на природата

За да разберем как възниква раждането на такава механика, или по-точно раждането на закон на природата, препоръчително е да разгледаме поведението на сложни системи, като например биосистемите. Така че един от законите на екологията е принципът на съответствие на структурата на организмите с изискванията заобикаляща среда . Особено интересен феномен конвергенция(конвергенция) морфологични особености различни видовеживотни, живеещи в същите условия на околната среда. Например животни от различен произход, като риба (например акула), птици (например пингвин) и бозайници (например делфин), живеещи в подобни условия, придобиват подобни форми.

Естественият подбор в живия свят води до факта, че един вид рано или късно „намира“ най-оптималната версия на собствената си структура. Както каза П. Тейяр дьо Шарден за това, животът, умножавайки се в изобилие, изпълва всичко възможни варианти, така че рано или късно оптималният вариант определено ще бъде намерен. По този начин животът става неуязвим за нанасяните му удари.. Правото на грешки играе важна роля в това. Чрез генерирането на различни видове мутанти, които в по-голямата си част се оказват нежизнеспособни, животът понякога опипва кое е оптималното. Каквито и да са началните точки на процеса на търсене на оптимума (риба, птица, бозайник и т.н.), резултатът от търсенето по принцип се оказва предвидим, т.е. при дадени специфични условия броят на екстремумите на всяка целева функция се оказва ограничен, най-често има само един екстремум.

Нещо подобно се случва, очевидно, в неживата природа. Разбира се, не могат да се изграждат преки аналогии от законите, по които се развива живият свят, с природата като цяло. Животът по своята същност е асиметричен, нежива природасе подчинява на принципите на симетрията. Въпреки това, дори същността на онези явления, които традиционно приписваме на неодушевените костен(по терминологията на Вернадски), не можем да разберем напълно какво показва наличието на асиметричен компонент в тях.

Това е нарушаването на симетрията, което в крайна сметка води до раждането на Вселената. И така, в първите моменти след Големия взрив, броят на позитроните по някаква причина се оказа малко по-малък от електроните (разликата е само една частица на всеки 100 милиона двойки частица-античастица), антипротоните - малко по-малко от протоните, и т.н. Това е нарушение на симетрията на света, но затова светът изглежда така, а не иначе, затова изобщо съществува, а не е изчезнал при пълно взаимно унищожение. Това означава, че това, което отличава живите от неживите, присъства в примитивна форма вече на най-ниските етажи на Вселената. Това означава, че „законите на живота“ са валидни и на субквантово ниво.

Може би това е същността на раждането на законите на природата, че на всички нива на природните системи от елементарни частицимеханиката на принципа се прилага за галактиките естествен подбор? Отговор на този въпрос има за цел да даде новото, което се появява в момента научна парадигма(фондация), която се основава на т.нар системен подход.